洛阳理工学院毕业设计（论文）
第1章 桥式起重机的概述
1.1 国内外桥式起重机的发展趋势
1.1.1 国内桥式起重机的发展趋势
现如今国内桥式起重机已经发生了重大的变化，且正向国际化并轨。 1. 改进起重机械的结构，减轻自重
国内起重机多已采用计算机优化设计，以此提高整机的技术性能和减轻自重，并在此前提下尽量采用5～50t 通用桥式起重机中采用半偏轨的主梁结构，与正轨箱形梁相比，可减少或取消主梁中的小加筋板，取消短加筋板， 减少结构重量，节省加工工时。目前国家星火计划提出桥架采用四根分体式不等高结构，使它在与普通桥式起重机同样的起升高度时，厂房的牛腿标高可下降1.5m；两根主梁的端部置于端梁上，用高强度螺栓连接；车轮踏面高度因此下降，也就使厂房牛腿标高下降。在垂直轮压的作用下，柱子的计算高度降低，使厂房基建费用减少，厂房寿命增加。
2. 充分引进利用国外先进技术
起重机大小车运行机构采用了德国Demag 公司的“三合一”驱动装置， 吊挂于端梁内侧，使其不受主梁下挠和振动的影响，提高了运行机构性能与寿命，并使结构紧凑，外形美观，安装维修方便。随着国内机械加工能力的提高，大车端梁和小车架整体镗孔成为可能，因而45°剖分和车轮组或圆柱形的轴承箱将有可能代替角形轴承箱，装在车轮轴上的车轮轴孔中心线与端梁中心线构成标准的90°，于是车轮的水平和垂直偏斜即可严格控制在规定范围内，避免发生啃轨现象。由于小车架为焊后一次镗孔成形，使四个车轮孔的中心线在同一平面内，故成功地解决了三点落地的问题。
起升机构采用中硬齿面或硬齿面的减速器，齿轮精度达到7 级，齿面硬度达到320HB，因而提高了承载能力，延长了使用寿命。
电气控制方面吸收消化了国外的先进技术，采用了新颖的节能调速系统。如晶闸管串级开环或闭环系统，调整比可达1∶30。随着对调速要求的提高，变频调速系统也将使用于起重机上。同时，微机控制也将在起重机上得到应用，如三峡工程600t 坝顶门式起重机要求采用变频调速系统，微机自动纠偏，以及大扬程高
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精度微机监测系统。遥控起重机随着生产发展需要量也越来越大，宝钢在考察了国外钢厂起重机之后，提出了大力发展遥控起重机的建议，以提高安全性，减少劳动力。
3. 向大型化发展
由于国家对能源工业的重视和资助，建造了许多大中型水电站，发电机组越来越大。特别是长江三峡工程的建设对大型起重机的需要量迅速上升。三峡工程左岸电站主厂房安装了两台1200/125T桥式起重机，配备了2000t大型塔式起重机。
目前在建设中的大、中型水电站还有很多，例如广西岩滩、龙滩、清江隔河岩、福建水口电站等等；还有很多核电站和大、中型火力发电厂需要建设，可以预计，大吨位高性能起重机的需要量是非常大的。纵观国内外起重机的动态与发展，前景广阔[3]。
1.1.2 国外桥式起重机的发展趋势
目前国外桥式起重机的技术已达到成熟阶段，随着科学技术的发展正逐步走向完善。
1. 简化设备结构，减轻自重，降低生产成本
芬兰Kone 公司为某火力发电厂生产的起重机就是一个典型的例子。其中起升机构减速器的外壳与小车架一端梁合二为一，卷筒一端与减速器相连，另一端支撑于小车架的另一端梁上。定滑轮组与卷筒组连成一体，省去了支撑定滑轮组的承梁，简化了小车架的整体结构。同时，小车运行机构采用三合一驱动装置，即减轻了小车架和小车的自重。副起升机构为电动葫芦置一台车上，由主起升小车牵引。小车自重的减轻使起重机主梁截面亦随之减小，因而整机自重大幅度减轻。国内生产的75/20T、31.5m跨度起重机自重94t，而Kone 公司生产的80/20T、29.4m 跨度起重机自重只有60t。Patain 公司的起重机大小车运行机构采用“三合一”驱动装置，结构较紧凑，自重较轻，简化了总体布置。此外，由于运行机构与起重机走台没有联系，走台的振动也不会影响传动机构。
2. 更新零部件，提高整机性能
法国Patain 公司采用窄偏轨箱形梁作主梁，其高、宽比为4～3.5左右，大筋板间距为梁高的2倍，不用小筋板。主梁与端梁的连接采用搭接方式，使垂直力直接作用于端梁上盖板，由此可降低端梁的高度，便于运输。
在电控系统上该公司采用涡流联轴器和涡流制动器多电机调速系统, 可实现
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有载及空载的有级或无级调速，其工作原理图如图1-1所示。
图1-1 涡流离合器调速原理图 1- 起升电机 2- 涡流离合器 3- 减速器
4- 卷筒 5- 制动器 6- 控制屏
变频调速在国外起重机上已开始应用，ABB公司、日本富士、奥地利伊林公司已广泛采用。该调速方案具有高调速比, 甚至可达到无级调速, 并可节能等优点。另外，遥控装置用于起重机在国外也已普遍化，特别是在大型钢铁厂的广泛使用。
3. 设备大型化
随着世界经济的发展，起重机械设备的体积和重量越来越趋于大型化，起重量和吊运幅度也有所增大，为节省生产和使用费用，其服务场地和使用范围也随之增大。例如新加坡裕廊船厂要求岸边的修船门座起重机能为并排的两条大油轮服务，其吊运幅度为105m ，且在70m幅度时能起吊100t；我国三峡工程中使用的1200t 桥式起重机就对调速要求很高，为三维坐标动态控制。
4. 机械化运输系统的组合应用
国外一些大厂为了提高生产率，降低生产成本，把起重运输机械有机的组合在一起，构成先进的机械化运输系统。日本村田株式会社尤山工厂在车间中部建造了一个存放半成品的立体仓库，巷道式堆垛机按计算机系统规定的程序向生产线上发送工件。堆垛机把要加工的工件送到发货台，然后由单轨起重小车吊起，按计算机的指令发送到指定工位进行加工。被加工好的工件再由单轨起重小车送到成品库。较大型工件由地面无人驾驶车运送，车间内只有几个人管理，生产效率很高。
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德国Demag 公司在飞机制造厂中采用了一套先进的单轨或悬挂式运输系统，大大减化了运输环节。将所运物品装入专用集装箱内(有单轨系统的轨道)由码头运至工厂，厂内的单轨系统与集装箱内的轨道对接，物品进入厂房, 并由单轨运输系统按计算机的指令入库或进入工位，实现门对门的运输[3]。
1.2 桥式起重机的特点和分类
1.2.1 桥式起重机的特点
取物装置悬挂在可沿桥架运行的起重小车或运行式葫芦上的起重机，称为“桥架型起重机”。桥架两端通过运行装置直接支撑在高架轨道上的桥架型起重机，称为“桥式起重机”。
桥式起重机一般由装有大车运行机构的桥架、装有起升机构和小车运行机构的起重小车、电气设备、司机室等几个大部分组成。外形像一个两端支撑在平行的两条架空轨道上平移运行的单跨平板桥。起升机构用来垂直升降物品，起重小车用来带着载荷作横向运动；桥架和大车运行机构用来将起重小车和物品作纵向移动，以达到在跨度内和规定高度内组成三维空间里作搬运和装卸货物用。
桥式起重机是使用最广泛、拥有量最大的一种轨道运行式起重机，其额定起重量从几吨到几百吨。最基本的形式是通用吊钩桥式起重机，其他形式的桥式起重机基本上都是在通用吊钩桥式的基础上派生发展出来的。
1.2.2 桥式起重机的分类
1. 通用桥式起重机
通用桥式起重机是指在一般环境中工作的普通用途的桥式起重机(见标准GB/T14405-93)。以下类型的起重机都属于通用桥式起重机。
(1) 通用吊钩桥式起重机
通用吊钩桥式起重机由金属结构、大车运行机构、小车运行机构、起升机构、电器及控制系统及司机室组成。取物装置为吊钩。额定起重量为10t以下的多为1个起升机构；16t以上的则多为主、副两个起升机构。这类起重机能大多种作业环境中装卸和搬运物料及设备。
(2) 抓斗桥式起重机
抓斗桥式起重机的装置为抓斗，以钢丝绳分别联系抓斗起升、起升机构、开
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闭机构。主要用于散货、废旧钢铁、木材等的装卸、吊运作业。这种起重机除了起升闭合机构以外，其结构部件等与通用吊钩桥式起重机相同。
(3) 电磁桥式起重机
电磁桥式起重机的基本构造与吊钩桥式起重机相同，不同的是吊钩上挂1个直流起重电磁铁(又称为电磁吸盘)，用来吊运具有导磁性的黑色金属及其制品。通常是经过设在桥架走台上电动发电机组或装在司机室内的可控硅直流箱将交流电源变为直流电源，然后再通过设在小车架上的专用电缆卷筒，将直流电源用挠性电缆送到起重电磁铁上。
(4) 两用桥式起重机
两用桥式起重机有3种类型：抓斗吊钩桥式起重机、电磁吊钩桥式起重机和抓斗电磁桥式起重机。其特点是在1台小车上设有两套各处独立的起升机构，一套为抓斗用，一套为吊钩用(或一套为电磁吸盘用一套为吊钩用，或一套为抓斗用一套为电磁吸盘用)。
(5) 三用桥式起重机
三用桥式起重机是一种多用的起重机。其基本构造与电磁桥式起重机相同。根据需要可以用吊钩吊运重物，也可以在吊钩上挂1个马达抓斗装卸物料，还可以把抓斗卸下来再挂上电磁盘吊运黑色金属，故称为三用桥式(可换)起重机。
抓斗由交流电源工作，电磁盘由直流电源工作。因此，该机型必须同电磁桥式起重机一样，设置电动发电机组或可控硅直流电源箱。这种起重机适用于经常变换取物装置的物料场所。
(6) 双小车桥式起重机
这种起重机与吊钩桥式起重机基本相同，只是在桥架上装有2台起重量相同的小车。这种机型用于吊运与装卸长形物件。
2. 专用桥式起重机 (1) 冶金桥式起重机
冶金桥式起重机根据用途可以划分为不同的类型，主要结构基本与通用吊钩桥式起重机相同，取物装置多为专用。主要用于冶金车间的吊运作业，其起重量很大，最大的可达到数百吨。
(2) 防爆吊钩桥式起重机
按使用环境，将矿用防爆起重机(煤矿井下除外)规定为Ⅰ类，将工厂用防爆起重机规定为Ⅱ类。 Ⅱ类起重机，按电气设备适用于爆炸性气体混合物最大试验
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